Prieš investuojant į saulės elektrinę, natūraliai kyla įvairių klausimų. Vienas iš jų – ar Lietuvos klimatas apskritai yra palankus saulės energijai?
Juk apie Lietuvos orus neretai juokaujama, kad turime „dvi saulėtas dienas per metus“. Žinoma, tai – gerokai hiperbolizuotas posakis. Vis dėlto mūsų klimatas tikrai nėra toks, kuriame ištisus metus galėtume tikėtis giedro dangaus ir saulėtų dienų.
Lietuvoje turime keturis metų laikus, o orai gali būti gana permainingi. Todėl kyla visiškai racionalus klausimas: ar saulės elektrinė sugebės pagaminti pakankamai energijos, kad investicija atsipirktų?
Šiame straipsnyje apžvelgsime, kokią realią įtaką Lietuvos klimatas daro saulės elektrinių gamybai, kokie jo privalumai ir trūkumai bei ką svarbu įvertinti planuojant saulės elektrinę.
Kokią įtaką klimatas turi saulės elektrinės efektyvumui?
Norint įvertinti, ar Lietuvos klimatas tinkamas saulės energijai gaminti, pirmiausia reikia suprasti, kokie klimato veiksniai apskritai daro įtaką saulės elektrinės veikimui.
Klimatas lemia, kiek saulės spinduliuotės pasiekia modulius, kokia būna jų temperatūra ir kokios oro sąlygos veikia jų gamybą.
Pagrindiniai klimato veiksniai:
- Saulės spinduliuotė. Kuo daugiau saulės energijos pasiekia modulius, tuo daugiau elektros jie gali pagaminti. Debesuotumas, rūkas ir trumpesnės dienos sumažina gaunamos spinduliuotės kiekį.
- Temperatūra. Nors gali atrodyti, kad kuo karščiau, tuo geriau saulės elektrinei, iš tikrųjų taip nėra. Įkaitus saulės moduliams, jų elektrinis efektyvumas mažėja. Todėl saulėta, tačiau vėsesnė diena gali būti palankesnė nei itin karšta.
- Debesuotumas ir krituliai. Debesys sumažina saulės spinduliuotės intensyvumą, tačiau tai nereiškia, kad elektrinė visiškai nustoja gaminti elektrą. Moduliai gali gaminti energiją ir išsklaidytos šviesos sąlygomis.
- Sniegas. Jei sniegas visiškai uždengia modulių paviršių, gamyba gali laikinai sustoti. Kita vertus, tinkamu kampu sumontuoti moduliai dažnai leidžia sniegui nuslysti savaime, o tirpstantis sniegas ir krituliai taip pat gali padėti nuvalyti paviršių.
- Sezoniškumas. Lietuvoje saulės elektrinių gamyba per metus nėra tolygi. Vasarą, kai dienos ilgos ir saulė aukščiau horizonte, pagaminama gerokai daugiau energijos nei žiemą.
- Vėjas. Vėsesnis modulių paviršius paprastai yra naudingas jų efektyvumui, todėl vėjas gali padėti sumažinti modulių įkaitimą.
Taigi paprastai tariant, saulės elektrinei svarbu ne vien šiluma – svarbiausia, kiek saulės spinduliuotės pasiekia modulius ir kokiomis sąlygomis jie ją paverčia elektros energija.
Koks yra Lietuvos klimatas?
Norint geriau suprasti Lietuvos klimato įtaką saulės elektrinėms, verta trumpai apžvelgti, kokiomis klimato sąlygomis gyvename.
Lietuvoje vyrauja vidutinių platumų pereinamasis jūrinis–žemyninis klimatas.
Ką tai reiškia?
- Vidutinių platumų – Lietuva yra vidutinėse platumose, todėl čia aiškiai išsiskiria keturi metų laikai: žiema, pavasaris, vasara ir ruduo.
- Jūrinis – Baltijos jūra ir iš Atlanto vandenyno atslenkančios oro masės švelnina mūsų klimatą. Dėl to žiemos paprastai nėra tokios atšiaurios, o vasaros – ne tokios karštos kaip labiau žemyninio klimato regionuose.
- Žemyninis – Lietuvą taip pat veikia žemyno klimatas, todėl tarp žiemos ir vasaros temperatūrų gali būti reikšmingas skirtumas.
- Pereinamasis – Lietuva yra tarsi tarpinėje zonoje tarp jūrinio ir žemyninio klimato, todėl mūsų orai pasižymi abiejų tipų klimato savybėmis.
Pagrindiniai Lietuvos klimato bruožai:
- Permainingi orai – temperatūra, debesuotumas ir krituliai gali gana greitai keistis.
- Vėsesnės žiemos – saulės spinduliuotės kiekis ir dienos ilgis šiuo metų laiku yra gerokai mažesni.
- Nepastovus pavasaris – saulėtų ir debesuotų dienų santykis gali labai skirtis.
- Vidutiniškai šiltos vasaros – ilgos šviesios dienos sudaro palankias sąlygas saulės elektrinių gamybai.
- Drėgnesnis ir debesuotesnis ruduo – dėl to saulės spinduliuotės kiekis mažėja.
- Krituliai ištisus metus – lietus gali sumažinti gamybą trumpuoju laikotarpiu, tačiau kartu padeda nuplauti ant modulių susikaupusias dulkes.
- Vėjas – ypač ryškus pajūryje ir gali prisidėti prie modulių vėsinimo.
Trumpai tariant, Lietuvos klimatas yra gana vėsus, drėgnas ir permainingas, tačiau būtent žemesnė temperatūra nėra problema saulės moduliams. Didesnę įtaką gamybai daro saulės spinduliuotės kiekis ir sezoniškumas.
Lietuvos klimato privalumai ir iššūkiai saulės elektrinėms
Kiekvienas klimatas turi savų privalumų ir trūkumų, todėl Lietuvos sąlygos nėra išimtis. Tačiau svarbu suprasti, kad mūsų klimato ypatybės savaime nereiškia, jog saulės elektrinės Lietuvoje yra neefektyvios.
Privalumai:
- Vėsesnė temperatūra gali būti naudinga moduliams
Saulės moduliai nėra efektyviausi tuomet, kai jų paviršius yra itin karštas. Kylant modulio temperatūrai, jo elektrinis efektyvumas paprastai mažėja.
Todėl saulėta ir vėsesnė diena gali būti labai palanki saulės elektrinės gamybai.
- Šaltis netrukdo gaminti elektros
Žema oro temperatūra savaime nesustabdo saulės modulių veikimo. Net ir žiemą jie gali gaminti elektrą, jei modulius pasiekia pakankamas saulės spinduliuotės kiekis.
Svarbu atskirti du dalykus: šaltis nėra pagrindinė priežastis, kodėl žiemą gamyba Lietuvoje yra maža. Daug didesnę įtaką turi trumpesnės dienos, žemesnė Saulės padėtis horizonte, debesuotumas ir sniegas.
- Ilgos šviesios dienos vasarą
Vasarą Lietuvoje dienos yra ilgos, o Saulė pakyla aukščiau horizonte. Tai sudaro labai palankias sąlygas saulės elektrinių gamybai.
Būtent vasaros mėnesiais elektrinė gali pagaminti didelę dalį visos metinės energijos.
- Krituliai gali padėti palaikyti modulių švarą
Lietus gali natūraliai nuplauti ant modulių paviršiaus susikaupusias dulkes ir kitus nešvarumus. Švarus modulių paviršius padeda išvengti nereikalingų gamybos nuostolių dėl užterštumo.
Iššūkiai:
- Debesuotumas mažina gamybą
Tai vienas svarbiausių Lietuvos klimato iššūkių. Nors moduliai gali gaminti elektrą ir debesuotą dieną, gamyba tokiomis sąlygomis paprastai būna gerokai mažesnė nei esant giedram dangui.
- Žiemą gamyba smarkiai sumažėja
Žiemos mėnesiais saulės elektrinių gamyba Lietuvoje yra gerokai mažesnė. Tam įtakos turi keli veiksniai:
- Saulė yra žemiau horizonte;
- dienos yra trumpesnės;
- saulės spinduliuotės intensyvumas mažesnis;
- dažniau pasitaiko debesuotų dienų;
- moduliai gali būti padengti sniegu.
Todėl saulės elektrinės metinę gamybą svarbu vertinti per visus metus, o ne pagal vieną konkretų sezoną.
- Sniegas gali laikinai sustabdyti gamybą
Jeigu sniegas visiškai uždengia modulių paviršių, saulės spinduliuotė jų nepasiekia ir elektros gamyba gali laikinai sustoti.
Vis dėlto tinkamai parinktas modulių pasvirimo kampas padeda sniegui nuslysti, o tirpstant sniegui bei kylant temperatūrai gamyba gali gana greitai atsistatyti.
- Dideli sezoniniai gamybos svyravimai
Vienas svarbiausių dalykų, kurį reikia suprasti planuojant saulės elektrinę Lietuvoje, yra sezoniškumas.
Vasarą → didžiausia gamyba
Pavasarį ir rudenį → vidutinė gamyba
Žiemą → mažiausia gamyba
Tai reiškia, kad elektrinė negamina vienodo kiekio energijos kiekvieną mėnesį. Tačiau vertinant jos naudą svarbiausia yra bendra metinė gamyba ir tai, kaip pagaminta energija panaudojama.
Ką visa tai reiškia saulės elektrinės efektyvumui?
Lietuvos klimatas nėra toks nepalankus saulės elektrinėms, kaip kartais gali atrodyti.
Svarbiausia suprasti vieną dalyką: saulės elektrinei reikia ne karščio, o saulės spinduliuotės.
Todėl saulėta +15 °C diena gali būti labai palanki elektros gamybai, o itin karšta +30 °C diena nebūtinai reiškia didesnį elektrinės efektyvumą.
Taip pat nereikėtų vertinti saulės elektrinės pagal tai, kiek ji pagamina vieną konkretų mėnesį. Lietuvoje gamyba natūraliai svyruoja priklausomai nuo metų laiko. Didžiausia gamyba paprastai tenka šviesesniems metų mėnesiams, o žiemą ji gerokai sumažėja.
Tai nereiškia, kad Lietuvos klimatas yra netinkamas saulės elektrinėms.
Priešingai – tinkamai suprojektuota sistema gali efektyviai išnaudoti mūsų klimato sąlygas. Tam svarbu tinkamai parinkti:
- saulės elektrinės galią;
- modulių tipą;
- modulių orientaciją;
- pasvirimo kampą;
- inverterį ir kitą įrangą;
- numatomą elektros suvartojimą;
- galimus šešėliavimo veiksnius;
- energijos kaupimo ir panaudojimo sprendimus.
Todėl klausimas turėtų būti ne „Ar Lietuvoje pakanka saulės?“, o „Kaip tinkamai suprojektuoti saulės elektrinę, kad ji kuo efektyviau išnaudotų mūsų klimato sąlygas?“
Būtent nuo tinkamai parinkto sprendimo priklauso, kiek energijos elektrinė galės pagaminti per metus ir kaip efektyviai bus panaudota investicija į saulės energiją.